[架構基本功]TreeSet排序研究

近來在優化一些寫好的排序，因此會對數據結構考慮得更深刻，爲何面試都喜歡面試數據結構，面試對數據結構得熟悉層度，很大的狀況下是由於只有數據結構熟悉了，才能用更少時間找到優化時間和空間的方法。

估計不少人都有過排序的經驗，估計也不少會用到Collections裏面的一些數據結構，例如List Set 等等。

這一節咱們討論的是TreeSet。

TreeSet有什麼好處呢？

插入的同時就馬上進行排序，你只須要設定比如較器，就能按照設定來進行排序，由於他是一個紅黑樹，樹的特徵是擁有排序。同時他是個Set，只要比較器認爲是同一個，就會被去重。

TreeSet使用的結構

其內部是使用了TreeMap，Set值保存在Map的key中，value存了一個Object，Map中若是Key值相同會被認爲是同一個，這樣就可以實現數據去重。TreeMap內部維護的是一個紅黑樹。由於是樹狀結構，那麼其查詢效率和插入效率都是log(n)，固然對應耗時，會由於紅黑樹平衡調整，會有相應的耗時。

TreeSet不是線性安全的，線性安全須要使用ConcurrentSkipListSet。內部是SkipList（跳錶）結構實現，在理論上可以在O(log(n))時間內完成查找、插入、刪除操做。

跳錶本質是一個鏈表，只是鏈表節點中會記錄必定跨度後的的鏈表節點地址。

####屬性變動問題 TreeSet能夠指定比較器Comparator，能夠經過類中繼承Comparable來進行比較迭代。可是裏面的屬性變化了，不會從新觸發排序。須要從新插入排序。例如，TreeSet保存的類文件，類中包含一些列表，列表數據組裝而且同時插入到TreeSet，正比如較器須要比較列表中元素的屬性，這時候，由於列表是一直在變化的。會出現，類文件插入到TreeSet的時候，再變動類文件中列表的屬性，是沒法觸發TreeSet中自動排序的。TreeSet沒法判斷到其對象變動狀況。

你能夠採起的策略是

1.插入到TreeSet前須要肯定類文件屬性再也不變動。

2.觸發變動的時候，從新將其賦值到TreeMap當中，更新比較。

####去重問題 若是比較器中返回爲0 ，Set中認爲是相等的，會執行去重操做。若是比較器邏輯有問題，可能會觸發死循環比較。

####比較器效率問題 TreeSet是邊插入邊比較，而Collections.sort函數應用場景是List隊列當中，二者都能是用比較器來完成操做。

ThreeSet的底層實現是紅黑樹，它在建立set的過程當中實現排序。Collections.sort是在對整個集合進行排序，按道理來講使用TreeSet插入集合元素直至創建整個TreeSet過程當中實現排序在時間方面要比Collections.sort對整個集合進行排序效率要高不少，由於它在每次搜索要插入的位置時耗費的時間爲log(n)，n表明的是當前集合的長度，但實驗代表使用Collections.sort對集合進行排序時間耗費要少些。

出現這種狀況的緣由是

1.TreeSet的搜索時間爲log(n)，明顯上是比List有優點的。

2.TreeSet在插入的時候須要先建立節點，而List比較並不須要增長額外節點。

3.TreeSet基於紅黑樹，那麼其每次插入都須要檢查和維護紅黑樹平衡，若是失衡會觸發紅黑樹結構調整。

基於2，3兩點，無疑會比List更加耗時，數據越多，效率差距越明顯。固然這裏沒有加入List的插入建立節點時間，就算將插入時間加入進來，估計效率上海市Collections.sort佔優。